RISC-V公測平臺發(fā)布 · 數(shù)據(jù)庫在RISC-V服務器上的適配評估

上一期講到YCSB在RISC-V服務器上對MySQL進行性能測試（RISC-V公測平臺發(fā)布 · 使用YCSB測試SG2042上的MySQL性能），在這一期文章中，我們繼續(xù)深入討論RISC-V+數(shù)據(jù)庫的應用。本期就繼續(xù)利用HS-2平臺來測試數(shù)據(jù)庫軟件在RISC-V服務器上的兼容性。

參與此次實驗的數(shù)據(jù)庫如下：

Redis

MongoDB5

PostgreSQL

TiDB

MySQL/MariaDB

實驗機配置如下：

處理器：SG2042（64核心）

內存：32GB

操作系統(tǒng)：Ubuntu 22.10 (GNU/Linux 6.1.31 riscv64)

一、MySQL/MariaDB

在上一期中，為了測試YCSB（Yahoo! Cloud Serving Benchmark）性能測試軟件，順便測試了MySQL在RISC-V服務器上的兼容性。

MySQL數(shù)據(jù)庫服務是一個完全托管的數(shù)據(jù)庫服務，可使用世界上最受歡迎的開源數(shù)據(jù)庫來部署云原生應用程序。它是百分百由MySQL原廠開發(fā)，管理和提供支持。

直接使用包管理器安裝MySQL：

sudo apt-get install mysql-server

當然除了包管理器安裝，也嘗試了編譯安裝MySQL，結果提示編譯失敗，因此，MySQL不能直接通過編譯安裝MySQL，而需要在編譯之前打上相關補丁，然后再編譯。

同時也測試了MariaDB在RISC-V服務器上的兼容性，MariaDB是一個通用的開源關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。它是世界上最受歡迎的數(shù)據(jù)庫服務器之一， MariaDB在GPLv2開源許可下發(fā)布，并保證保持開源。

先嘗試直接通過包管理器安裝：

sudo apt-get install mariadb-server

在通過包管理器安裝并正常運行后，接下來就嘗試通過編譯安裝MariaDB。

先下載MariaDB的源碼包并解壓：

wget

https://dlm.mariadb.com/3239838/MariaDB/mariadb-11.0.2/source/mariadb-11.0.2.tar.gz

進入MariaDB源碼文件夾：

tar -xzvf mariadb-11.0.2.tar.gz

執(zhí)行cmake并編譯：

cmake . -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=/usr/local/mariadb -DMYSQL_DATADIR=/home/mariadb
-DSYSCONFDIR=/etc -DWITHOUT_TOKUDB=1 -DWITH_INNOBASE_STORAGE_ENGINE=1
-DWITH_ARCHIVE_STPRAGE_ENGINE=1 -DWITH_BLACKHOLE_STORAGE_ENGINE=1
-DWIYH_READLINE=1 -DWIYH_SSL=system -DVITH_ZLIB=system -DWITH_LOBWRAP=0
-DMYSQL_UNIX_ADDR=/tmp/mysql.sock -DDEFAULT_CHARSET=utf8
-DDEFAULT_COLLATION=utf8_general_ci
make -j64
sudo make install -j1

打開配置文件并編輯：

vim /home/mariadb/my.cnf

啟動服務器并測試是否能連接數(shù)據(jù)庫服務器：

sudo /usr/local/mariadb/bin/mysqld_safe --user=mysql --skip-grant-tables
/usr/local/mariadb/bin/mariadb

連接成功！

二、Redis

接下來就是Redis了，Redis全稱為REmote DIctionary Server（Redis）， 由 Salvatore Sanfilippo編寫。是一個開源的、使用 ANSI C 語言編寫、遵守 BSD 協(xié)議、支持網(wǎng)絡、可基于內存、分布式、可選持久性的鍵值對（Key-Value）的存儲數(shù)據(jù)庫，并提供多種語言的 API。

Redis 通常被稱為數(shù)據(jù)結構服務器，因為值（value）可以是字符串（String）、哈希（Hash）、列表（list）、集合（sets）和有序集合（sorted sets）等類型。

通過APT安裝Redis：

sudo apt install redis-server

然后啟動Redis服務：

sudo servcie redis-server start

進入redis-cli：

redis-cli

如果能進入Redis Shell那就說明安裝成功。

編譯安裝：

wget

https://github.com/redis/redis/archive/refs/tags/7.0.12.tar.gz

解壓：

tar -xzvf 7.0.12.tar.gz

進入Redis文件夾：

cd redis-7.0.12/

編譯：

make BUILD_TLS=yes USE_SYSTEMD=yes -j64

測試一下（可選）：

make test

安裝：

sudo make install

啟動服務器：

redis-server

redis-server &（后臺運行）

運行redis-benchmark壓力測試（10萬次請求，20個客戶端），以CSV文件形式輸出。

redis-benchmark -n 100000 -c 20 --csv

結果如下：

因此Redis通過APT安裝和編譯安裝兩種方式均可以。

三、MongoDB

接下來就是MongoDB，MongoDB 是一個基于分布式文件存儲的數(shù)據(jù)庫。由 C++ 語言編寫。旨在為 WEB 應用提供可擴展的高性能數(shù)據(jù)存儲解決方案。MongoDB 是一個介于關系數(shù)據(jù)庫和非關系數(shù)據(jù)庫之間的產品，是非關系數(shù)據(jù)庫當中功能最豐富，最像關系數(shù)據(jù)庫的。

通過APT安裝MongoDB：

sudo apt install mongodb

結果提示不支持通過apt安裝，因此我們選擇源碼編譯安裝。

下載源碼包：

wget
https://fastdl.mongodb.org/src/mongodb-src-r6.0.8.tar.gz

解壓縮：

tar -xzvf mongodb-src-r6.0.8.tar.gz

進入mongodb源碼文件夾：

cd mongodb-src-r6.0.8/

編譯：

python3 buildscripts/scons.py install-mongod -j64

結果編譯失敗：

在安裝相關的包以后，依舊無法編譯。

四、PostgreSQL

然后就是PostgreSQL，PostgreSQL 是一個免費的對象-關系數(shù)據(jù)庫服務器(ORDBMS)，在靈活的BSD許可證下發(fā)行。PostgreSQL 開發(fā)者把它念作 post-gress-Q-L。PostgreSQL 的 Slogan 是 "世界上最先進的開源關系型數(shù)據(jù)庫"。

通過APT安裝：

apt-get install postgresql postgresql-client

測試一下：

sudo -i -u postgres
psql

編譯安裝：

下載源代碼：

wget

https://ftp.postgresql.org/pub/source/v15.3/postgresql-15.3.tar.gz

解壓：

tar -xzvf postgresql-15.3.tar.gz

新建pg文件夾：

mkdir pg

進入：

cd postgresql-15.3/

配置：
./configure --prefix=/home/perfxlab01/pg

編譯并安裝：

make world -j64

make install-world -j64

進入~/pg/

初始化數(shù)據(jù)庫：

./bin/initdb -D ./data/

啟動數(shù)據(jù)庫：

bin/pg_ctl -D ./data/ -l logfile start

成功啟動數(shù)據(jù)庫后，接下來就是測試數(shù)據(jù)庫性能了。PostgreSQL和Redis一樣也自帶了壓力測試程序。

新建用于壓力測試的數(shù)據(jù)庫：

bin/psql -U postgres -h localhost

（進入psql shell）

CREATE DATABASE test;

（退出psql shell）

初始化用于壓力測試的數(shù)據(jù)庫：

bin/pgbench -i test

開始壓力測試：

bin/pgbench -c 100 -T 300 -j 64 test

壓力測試結果如下：

pgbench (15.3)
transaction type: <builtin: TPC-B (sort of)>
scaling factor: 1
query mode: simple
number of clients: 100
number of threads: 64
maximum number of tries: 1
duration: 300 s
number of transactions actually processed: 93122
number of failed transactions: 0 (0.000%)
latency average = 322.405 ms
initial connection time = 156.199 ms
tps = 310.168586 (without initial connection time)
statement latencies in milliseconds and failures:
0.005 0 set aid random(1, 100000 * :scale)
0.002 0 set bid random(1, 1 * :scale)
0.002 0 set tid random(1, 10 * :scale)
0.002 0 set delta random(-5000, 5000)
0.201 0 BEGIN;
1.144 0 UPDATE pgbench_accounts SET abalance = abalance + :delta WHERE aid = :aid;
0.429 0 SELECT abalance FROM pgbench_accounts WHERE aid = :aid;
290.788 0 UPDATE pgbench_tellers SET tbalance = tbalance + :delta WHERE tid = :tid;
26.624 0 UPDATE pgbench_branches SET bbalance = bbalance + :delta WHERE bid = :bid;
0.432 0 INSERT INTO pgbench_history (tid, bid, aid, delta, mtime) VALUES (:tid, :bid, :aid, :delta, CURRENT_TIMESTAMP);
2.556 0 END;

五、TiDB

接下來就是TiDB了，TiDB 是 PingCAP 公司自主設計、研發(fā)的開源分布式關系型數(shù)據(jù)庫。該數(shù)據(jù)庫使用Go語言編寫。

下載最新版的TiDB源碼包以后解壓并進入源碼文件夾，然后編譯：

tar -xzvf tidb-7.1.1.tar.gz
cd tidb-7.1.1/
make

結果編譯失敗：

同時也嘗試了通過腳本安裝，結果提示不支持該架構。

總結：

通過此次實驗，得出了以下結果。

1、上一期我就提到MySQL不支持直接通過編譯安裝，只能通過打Ubuntu提供的補丁才能編譯（詳見MySQL server fails to build on RISC-V 64），而MariaDB通過編譯安裝或包管理器安裝兩種方式均可以。但是通過編譯安裝后后續(xù)要作進一步手工配置（教程見參考資料），而通過包管理器安裝系統(tǒng)自動給你配置好，開箱即用，因此建議通過APT（包管理器）安裝MySQL/MariaDB，更加省時方便。

2、目前測試的四款數(shù)據(jù)庫軟件中，MongoDB只有適用于Ubuntu 22.04 LTS的軟件包，而TiDB無論是腳本安裝還是編譯安裝均不支持riscv64。因此希望這兩個數(shù)據(jù)庫在RISC-V架構上的支持再加把勁。

3、此次兼容性測試中表現(xiàn)最亮眼的是PostgreSQL和Redis，這兩者編譯下來都挺順利，而且還能正常運行。說明這兩個數(shù)據(jù)庫對riscv64的兼容性做得是非常好。尤其是PostgreSQL，之前PostgreSQL BuildFarm里有社區(qū)成員使用riscv64平臺上的編譯器編譯成功了。因此PostgreSQL能夠在riscv64平臺上成功編譯并運行就是必然的了。

4、Redis和PostgreSQL都自帶了壓力測試工具，Redis的redis-benchmark設置好壓力測試參數(shù)，然后只要等測試結果出爐即可，而PostgreSQL的pgbench相比于redis-benchmark，只要在設置壓力測試參數(shù)前再加創(chuàng)建測試數(shù)據(jù)庫和初始化測試數(shù)據(jù)庫這兩步即可。因此，自帶壓力測試程序這一點，對于這兩個數(shù)據(jù)庫來說是加分項，因為使用自帶的壓力測試程序可以幫助使用者了解到該服務器在數(shù)據(jù)庫方面上的性能。

參考資料：

MariaDB 簡介

Redis 教程https://www.runoob.com/redis/redis-tutorial.html

MongoDB官網(wǎng)https://www.mongodb.com/zh-cn

MongoDB開發(fā)者社區(qū)https://www.mongodb.com/community/forums/t/when-to-upload-version-on-debian/181125

mongodb-server binary package in Ubuntu Focal riscv64

https://launchpad.net/ubuntu/focal/riscv64/mongodb-server

MySQL server fails to build on RISC-V 64

https://bugs.mysql.com/bug.php?id=100356

部署Mariadb數(shù)據(jù)庫到Linux（源碼編譯安裝）

https://www.cnblogs.com/DragonStart/p/10823222.html

PostgreSQL BuildFarm Status

https://buildfarm.postgresql.org/cgi-bin/show_status.pl

PostgreSQL BuildFarm Status History

https://buildfarm.postgresql.org/cgi-bin/show_history.pl?nm=boomslang&br=REL_15_STABLE

TiDB

https://docs.pingcap.com/zh/tidb/stable